铁路旅客列车空调压缩机故障原因分析及建议

高永斌 上海铁路局合肥车辆段

近年来我段配属的25T/G/K型客车空调机组制冷故障频繁发生，严重影响了空调机组制冷效果，无法满足旅客乘车舒适性的要求，对铁路运输的服务形象产生了负面影响。因此，本文通过对我段发生的空调临修故障进行统计分析，提出改进措施，以减少空调故障的发生。

1 空调客车压缩机故障分类统计

2004年以来部分车次空调压缩机故障情况统计见表1。压缩机故障类型统计见表2。

通过表1、表2的分析可以得到以下信息：

(1)在段配属的456辆25型客车中，空调机组使用超过6年的有276辆 (占61%)，使用年限6年以内的有180辆(占39%)；

(2)空调机组使用年限超过6年的25型车所发生空调压缩机故障26件，占25型车空调压缩机故障的60%，且辆均故障达到0.094件；

(3)空调压缩机故障原因主要是压缩机机械卡死、电机烧损和绝缘不良。

表1 压缩机故障统计

表2 压缩机故障类型统计

2 原因分析

通过上述的统计和分析可以看出，空调机组压缩机故障产生的原因与压缩机的使用年限、老化有着直接的联系，但是我们也不能忽视检修的手段与质量、日常运用维护的方式方法及效果等诸多因素。因此，我们有必要对压缩机主要故障产生的原因进行具体分析。

2.1 压缩机机械卡死的原因分析

(1)冷冻机油缺失或不足：现行使用的空调压缩机均为全封闭式制冷压缩机。根据其结构特点，压缩机的润滑冷冻机油在制造出厂时就按照标准一次性加注到位，而在日常运用和空调中修的检修过程中，经常会遇到因需处理制冷系统故障而回收制冷剂或者制冷系统发生漏泄的情况，冷冻机油随制冷剂的回收或漏泄而排出。根据发生频次的增加压缩机内冷冻机油的数量逐渐减少。又加之全封闭式压缩机的结构特点使我们在日常运用和空调中修中无法检查确认冷冻机油的数量，因此会出现压缩机冷冻机油的缺失或不足。由于压缩机在运转时各运动部件得不到足够的润滑油润滑，摩擦面建立不起良好的油膜，导致金属摩擦面的摩擦阻力增大 (干摩擦)、升温、剧热，造成膨胀卡死。

(2)制冷剂不足：制冷压缩机的冷却主要依靠制冷系统的低温低压气体吸收热量，达到降温目的。若制冷剂缺失不足，蒸发器内的制冷剂处于过热交换状态(过度吸热)，无法带走压缩机产生的热量，从而导致冷冻机油不能得到良好的冷却降温，其粘度下降，运动部件的摩擦面建立不起良好的润滑油膜，最终造成运动部件升温、剧热、膨胀卡死。

(3)制冷剂过充：制冷压缩机正常工作时要求吸入的是低压低温完全蒸发的制冷剂蒸气(气体)，以防止“液击”。若制冷剂过充，会出现制冷剂在通过蒸发器后不能完全由液体转化为气体，从而部分液态制冷剂被吸入压缩机，产生“液击”(也称击缸)，此时会出现液体对气阀门的冲击，容易造成阀片损坏、机械卡死。

(4)零部件的机械破损：因制冷压缩机的活塞、连杆、曲轴等部件长期处于高速运动中，因受制造的机械加工、组装质量、使用工况等诸多因素影响，会出现个别紧固件的松动，材质的疲劳、老化，失效、裂损、脱落等现象，造成制冷压缩机的卡死。

(5)压缩机压力保护失效：空调制冷系统中配置有高低压压力继电器，当制冷系统一旦出现高压过高或低压过低，压力继电器接点断开，切断电路，使压缩机停止工作。因此，在压力继电器故障失去作用时，若制冷机组的冷凝压力过高，就会使压缩机电机超载运行，容易损坏压缩机零件；如果节流元件堵塞或调节不当，又会造成压缩机吸气压力过低，压缩机容易跑油，导致咬坏轴承损坏压缩机。

2.2 压缩机电机烧损原因分析

(1)电机绕组绝缘层严重老化：为防止潮气、灰尘进入电机内部，影响其工作寿命，机组电机一般为封闭型。如果冷冻机油严重缺失或者制冷剂长期不足，电机自身外壳会较热，从而使绕组线圈得不到冷却降温，长期处于高温状态，造成绝缘层严重老化、破坏，最终导致电机烧损。

(2)电机缺相运行：压缩机的交流接触器的三相主触头接触不良、有缺损造成缺相或电机的三相线其中一根脱落或接触不良均会造成缺相。缺相运行，即电机三相线路断了一相，三相电机变为单相运行，这时电流很大，噪声很响，电机将严重过载导致电机烧损。

(3)电机绕组匝间短路：因制冷压缩机的活塞、连杆、曲轴等部件长期处于高速运动中，这些运动部件在磨耗中会产生一些金属沉淀物；或者是空调机组做大修期间，维修者对压缩机进行更换或补充冷冻机油时检修工艺不到位，混入少量杂质，并长期处在恶劣工况下，造成匝间短路，电机烧损。

2.3 压缩机绝缘不良原因分析

压缩机的绝缘不良主要原因是其接线盒内卫生较差且盒内及接线排、线上存在大量的冷凝水。我们使用的空调压缩机主要有两种：一种是压缩机接线盒不密闭，且位于压缩机侧下方低压端，不容易积留冷凝水，但易进灰尘，导致绝缘不良；另一种是压缩机接线盒密闭，且位于压缩机顶部高压端，这样虽盒内不易进灰尘，但容易积留冷凝水，电源接线处于接线盒的下方，冷凝水易流向接线端子，造成绝缘不良。

综上所述，造成压缩机故障的最根本原因：

(1)日常小修和中修执行不到位，2009年铁道部又要求延长A3修程，这样压缩机使用年限过长（已超大修期）、使用频率过高、使用工况过差，造成压缩机老化；

(2)检修工艺执行不到位，长期的简化修或漏检漏修，造成压缩机工况日趋下降。进及提高检修质量，确保压缩机的绝缘良好。如：第一种接线盒位于压缩机侧下方低压端，我们将其由开放式改为密闭式，解决易进灰尘的问题；第二种接线盒位于压缩机顶部高压端，在接线盒底部钻2个8 mm的小孔便于排水，同时将接线高于接线盒端接线排，以防止冷凝水顺着接线流入另一接线端。通过中修、春、秋两季的客车整修，对接线盒彻底清扫、检修，压缩机绝缘不良的问题会大幅度减少。

(5)在日常运用检修工作中，应在空调机组故障排除以后，及时总结经验，并做好维修记录。记录的内容可包括：机组编号、故障发生日期、故障现象、故障部位、故障原因、修复措施及修复后运行情况作为档案，以备日后维修时参考，并通过对历次故障的分析总结，采取有效措施，从而防止类似事故再次发生。

3 解决问题的措施及建议

(1)针对空调机组主要部件压缩机、蒸发器、冷凝器等的使用情况应严格执行客车空调三机检修规程规定。建议：针对使用年限接近或超过6年的要以科学规范的原则，对空调机组的状态，尤其是空调制冷系统主要部件的状态进行分析并制定科学合理的检修内容和应对措施。

(2)建立健全空调客车的动态履历，为空调中修方案实施提供技术支持和决策。利用空调中修有利时机，技术部门应根据制冷系统在一个中修期的漏泄频次或者是几个中修期累计频次确定制冷压缩机冷冻机油补充方案，同时分析制冷系统漏泄的原因，从本质上解决漏泄根源，以确保压缩机的运行品质处于良好状态。

(3)严格执行检修工艺标准，防止制冷剂不足或过充。要求严格执行称重法加注制冷剂，同时挂压力表测定制冷剂压力。

(4)利用空调机组中修的有利时机，通过对上述两种压缩机接线盒的结构改

4 结束语

制冷压缩机是空调机组的心脏，如果列车在运行途中一旦发生压缩机故障，全车即失去制冷能力，可见确保压缩机状态良好极其重要。铁路客车空气制冷装置是一个比较复杂的系统，以上重点分析了制冷系统中压缩机常见故障并将故障按系统分类分析，同时对避免上述常见故障提出了一些建议。其实造成空调制冷故障原因还有很多，如空调滤网脏堵、蒸发器和冷凝器不清洁、电气控制系统故障等都会引起制冷效果不良，在实际工作中还要针对具体故障情况进行具体分析。